Radiação gama

Referência : Lima, L.S., (2014) Radiação gama, Rev. Ciência Elem., V2(4):084
Autor: Luis Spencer Lima
Editor: Jorge Gonçalves
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2014.084]

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Os raios ɣ (gama) são um tipo de radiação electromagnética produzida em processos de decaimento nuclear. São altamente energéticos devido à sua elevada frequência e, consequentemente, baixo comprimento de onda. Geralmente, a frequência dos raios ɣ situa-se acima de 10¹⁹ Hz, o que implica comprimentos de onda abaixo de 10^-12 m e energias acima de 0,1 MeV (a energia da radiação visível oscila entre 1 e 4 eV, cerca de 50 000 vezes menor).

Inicialmente era usual distinguir a radiação ɣ dos raios-X pela sua energia (os raios-X eram menos energéticos). No entanto, actualmente a distinção já não é efectuada desta forma, pois consegue-se produzir raios-X mais energéticos do que muitos raios ɣ (como nos aparelhos médicos de radiografia). A distinção entre estes tipos de radiação electromagnética é efectuada através da sua proveniência: os raios-X são produzidos por excitação dos electrões de camadas atómicas interiores para níveis energéticos mais elevados e posterior regresso ao estado fundamental (libertação de energia sob a forma de raios-X), enquanto a radiação ɣ provém do núcleo atómico, pois após a emissão de partículas α ou β é frequente o núcleo ficar com um excesso de energia, que é libertada sob a forma de radiação ɣ (os raios ɣ também podem ser formados pela reacção anti-matéria entre um electrão e um positrão e pelo efeito Compton inverso).

Os raios ɣ foram descobertos em 1900 pelo físico e químico francês Paul Villard quando estudava a radiação emitida por uma amostra de rádio. A radiação emitida incidia numa placa fotográfica protegida por uma fina camada de chumbo, suficiente para travar o avanço das partículas α. Villard mostrou que a radiação que atravessava a camada de chumbo era de dois tipos diferentes. Um era deflectido quando submetido a um campo magnético, identificado como a radiação β descoberta um ano antes pelo físico e químico neo-zelandês Ernest Rutherford. No entanto, o segundo tipo de radiação não sofria qualquer tipo de deflexão, pelo que não deveria ter carga eléctrica associada. Além disso, a radiação desconhecida tinha um poder penetrante muito superior à radiação α e β e que Villard não conseguiu identificar. Efectivamente, foi Rutherford, no seguimento da descoberta de Villard, que identificou a radiação como o terceiro tipo de radiação decorrente do decaimento radioactivo e designou-a, em 1903, por radiação ɣ.

Tal como referido, a radiação ɣ é, dos três tipos de radiação resultante do decaimento nuclear (α, β e ɣ), a que tem o maior poder penetrante. Embora seja a que tem o menor poder ionizante, o seu elevado poder penetrante faz da radiação ɣ a mais perigosa para o ser humano. Enquanto as radiações α e β são travadas, geralmente, pela superfície da pele, a radiação ɣ consegue penetrar e, até, atravessar o corpo, causando danos a nível celular por onde passa, o que pode conduzir a uma maior incidência de cancro. O seu poder ionizante advém de três tipos de interacção que pode ter com a matéria: efeito fotoeléctrico, efeito Compton e produção de um par electrão-positrão. A radiação ɣ pode ser classificada em termos energéticos como de baixa e média energia (alguns keV a 30 MeV) e de alta e muito alta energia (30 MeV a 100 GeV). As radiações ɣ com energias entre 3 e 10 MeV são as mais perigosas a nível biológico, uma vez que o corpo é relativamente “transparente” à radiação ɣ de energia mais elevada.

Apesar do nível de perigosidade, a radiação ɣ tem bastantes aplicações.

• É utilizada para esterilizar equipamento médico e alimentos pois mata todos os organismos vivos.

• Em medicina é utilizada no tratamento de certos tipos de cancro (mata as células cancerosas) e, também, em diagnósticos (é administrada ao doente uma pequena quantidade de um radionuclídeo, em geral tecnécio-99, ⁹⁹Tc, emissor de radiação ɣ).

• São utilizados emissores gama em “scanners” de forma a detectarem o conteúdo de veículos de transporte de mercadorias (ver figura 1) ou de contentores em portos marítimos. Os radionuclídeos utilizados são, geralmente, o cobalto-60 (⁶⁰Co) e o césio-135 (¹³⁵Cs).^[1]

Figura 1 - Imagem do conteúdo de um contentor num camião pelo sistema VACIS (Vehicle and Container Imaging System), um scanner de raios ɣ, nos EUA.

A título de curiosidade, a personagem de banda desenhada Hulk, criada pelo escritor de banda desenhada norte-americano Stan Lee, representa um monstro no qual o cientista Bruce Banner se transforma, sendo que essa transformação se deve ao facto de Bruce ter sido exposto a elevadas doses de radiação ɣ.

Referências

1. Wikipedia(en): Cargo scanning, consultado em 22/01/2010.

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Criada em 03 de Janeiro de 2011
Revista em 06 de Fevereiro de 2011
Aceite pelo editor em 08 de Fevereiro de 2011